JP3136596B2 - 電荷転送装置及びその製造方法 - Google Patents
電荷転送装置及びその製造方法Info
- Publication number
- JP3136596B2 JP3136596B2 JP02127281A JP12728190A JP3136596B2 JP 3136596 B2 JP3136596 B2 JP 3136596B2 JP 02127281 A JP02127281 A JP 02127281A JP 12728190 A JP12728190 A JP 12728190A JP 3136596 B2 JP3136596 B2 JP 3136596B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charge transfer
- transfer
- impurity
- hccd
- charge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電荷転送装置及びその製造方法に関するもの
である。
である。
従来の技術 電荷転送素子、特に電荷結合素子（以下CCDと略す）
は撮像素子として、その構造が簡単である等の多くの利
点を有するためさかんに開発が進められている。
は撮像素子として、その構造が簡単である等の多くの利
点を有するためさかんに開発が進められている。
また最近高画質が求められ、CCDに対しても高解像度
化・転送周波数の高速化への要望が特に高まってきた。
従来のCCDでは、これらの要望に対応するため、水平CCD
（以下HCCDと略す）を複数にし、転送周波数を半分にす
る方式が取られてきた。これは転送周波数が半分ですむ
だけでなく、HCCDの密度が半分、低消費電力という利点
も有していた。代表的な例として特願昭59−47463号に
記載のもの等があった。
化・転送周波数の高速化への要望が特に高まってきた。
従来のCCDでは、これらの要望に対応するため、水平CCD
（以下HCCDと略す）を複数にし、転送周波数を半分にす
る方式が取られてきた。これは転送周波数が半分ですむ
だけでなく、HCCDの密度が半分、低消費電力という利点
も有していた。代表的な例として特願昭59−47463号に
記載のもの等があった。
第５図は従来のHCCDの概念図である。第５図において
HCCDは27、28の２本備えられ、その間に転送電極29が設
けられている。HCCD27、28は合成電極25、26、を経て同
一のFD（浮遊拡散層）30へ接続されている。転送電極2
1、22、23、24は２相駆動CCDであり、22、24下に電荷を
蓄えて転送する。また合成電極25、26の関係も転送電極
21、22、23、24と同様の２相駆動CCDである。また転送
電極29は１層目のポリシリコンで形成されており、転送
電極22、24は２層目、21、23は３層目のポリシリコンで
形成されたものとする。
HCCDは27、28の２本備えられ、その間に転送電極29が設
けられている。HCCD27、28は合成電極25、26、を経て同
一のFD（浮遊拡散層）30へ接続されている。転送電極2
1、22、23、24は２相駆動CCDであり、22、24下に電荷を
蓄えて転送する。また合成電極25、26の関係も転送電極
21、22、23、24と同様の２相駆動CCDである。また転送
電極29は１層目のポリシリコンで形成されており、転送
電極22、24は２層目、21、23は３層目のポリシリコンで
形成されたものとする。
まず矢印31の方向に、信号電荷がHCCD27の転送電極22
と24に転送されてくる。転送電極29を用いて矢印36のよ
うに、HCCD28の転送電極22の下に転送する。同図で38、
40は分離部でありチャネルストッパ、厚い酸化膜等で構
成されている。この時、HCCDの転送電極にはφH11、φH
12の駆動パルスがそれぞれ追加される。その後電荷は２
本のHCCDを転送され合成電極25、26、出力電極34を経て
FD30に転送される。
と24に転送されてくる。転送電極29を用いて矢印36のよ
うに、HCCD28の転送電極22の下に転送する。同図で38、
40は分離部でありチャネルストッパ、厚い酸化膜等で構
成されている。この時、HCCDの転送電極にはφH11、φH
12の駆動パルスがそれぞれ追加される。その後電荷は２
本のHCCDを転送され合成電極25、26、出力電極34を経て
FD30に転送される。
第６図は駆動パルス説明図であり、同図を用いてもう
少し動作説明をする。転送電極29へはφVGが、合成電極
25、26へは端子39を通してφAGが、リセット電極35へは
φＲが印加される。Ｔ＝t0では、VCCD（図示していない
が矢印31の上部）からHCCDへの転送が終了している状態
である。Ｔ＝t1ではφVG＝ON状態となるため、第５図に
おいてHCCD27のＡ領域の電荷は、転送電極29を通過しHC
CD28へ転送される。またＢ領域の電荷は、分離部40に阻
まれるためHCCD27にとどまる。Ｔ＝t2ではφH12＝OFFと
なるため、HCCD27のＡ領域にある電荷はすべて転送電極
29下及びHCCD28に転送される。またφH11＝ON状態であ
るため、Ｂ領域の電荷は依然HCCD27の転送電極22に留ま
ったままである。Ｔ＝t3ではφVG＝OFFとなるため、転
送電極29下に存在した電荷はすべてHCCD28の転送電極22
に転送される。
少し動作説明をする。転送電極29へはφVGが、合成電極
25、26へは端子39を通してφAGが、リセット電極35へは
φＲが印加される。Ｔ＝t0では、VCCD（図示していない
が矢印31の上部）からHCCDへの転送が終了している状態
である。Ｔ＝t1ではφVG＝ON状態となるため、第５図に
おいてHCCD27のＡ領域の電荷は、転送電極29を通過しHC
CD28へ転送される。またＢ領域の電荷は、分離部40に阻
まれるためHCCD27にとどまる。Ｔ＝t2ではφH12＝OFFと
なるため、HCCD27のＡ領域にある電荷はすべて転送電極
29下及びHCCD28に転送される。またφH11＝ON状態であ
るため、Ｂ領域の電荷は依然HCCD27の転送電極22に留ま
ったままである。Ｔ＝t3ではφVG＝OFFとなるため、転
送電極29下に存在した電荷はすべてHCCD28の転送電極22
に転送される。
このようにHCCD間で電荷転送を行い、２つのHCCDに分
離してからφH12、φH11を用いて電荷をFD30方向へ転送
する。その結果φH11、φH12は、２つに分離しないHCCD
を使用する場合の半分の周波数ですむ。
離してからφH12、φH11を用いて電荷をFD30方向へ転送
する。その結果φH11、φH12は、２つに分離しないHCCD
を使用する場合の半分の周波数ですむ。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、このような構成では様々な課題が存在
する。第７図は従来例の電位説明図である。高密度化が
進めば第５図においてＸ方向のピッチが短くなる。一般
に電極間距離が短くなってきた場合、電子にとって電位
が上昇する狭チャンネル効果が現れる。そこで従来例に
狭チャンネル効果が発生した場合を説明する。
する。第７図は従来例の電位説明図である。高密度化が
進めば第５図においてＸ方向のピッチが短くなる。一般
に電極間距離が短くなってきた場合、電子にとって電位
が上昇する狭チャンネル効果が現れる。そこで従来例に
狭チャンネル効果が発生した場合を説明する。
電極は製造プロセス等の影響で微小領域では多少凸凹
しているため、その電極間距離も微妙に変化している。
Ｙ方向の電位分布に注目すれば、狭チャンネル効果の影
響を受けるため電極間距離が広い場合に深く、逆に狭く
なると浅くなる。この結果Ｙ方向には電極間距離に応じ
た電位の凸凹が発生し、HCCD27からHCCD28へ転送を行う
場合には転送残り（第７図（イ）のハッチング部）が生
じる。この転送残りをαとすればHCCD27の次段の電荷に
は実際の電荷量に＋α増加され、HCCD28に転送された電
荷量はαだけ減少する。これらがFPN（固定パターン雑
音）となって画質を著しく劣化させる原因となる。これ
らの発生はHCCD27だけではない。転送電極29下の分離領
域間距離γがHCCD27の幅β（Ｘ方向）より狭くなったり
（同図（ロ））、転送方向に凹部ができる場合がある。
この時電位の凸部が生じ（同図（ハ））、HCCD27から転
送電極29下への転送が十分に行えない。また分離部間の
相対する両辺を並行に構成しても、電位平坦部（並行
部）が長いため、電荷転送の後半には電荷が逆流し転送
残りが生じる。同様のことが転送電極29下からHCCD28へ
の転送に際しても当てはまる。
しているため、その電極間距離も微妙に変化している。
Ｙ方向の電位分布に注目すれば、狭チャンネル効果の影
響を受けるため電極間距離が広い場合に深く、逆に狭く
なると浅くなる。この結果Ｙ方向には電極間距離に応じ
た電位の凸凹が発生し、HCCD27からHCCD28へ転送を行う
場合には転送残り（第７図（イ）のハッチング部）が生
じる。この転送残りをαとすればHCCD27の次段の電荷に
は実際の電荷量に＋α増加され、HCCD28に転送された電
荷量はαだけ減少する。これらがFPN（固定パターン雑
音）となって画質を著しく劣化させる原因となる。これ
らの発生はHCCD27だけではない。転送電極29下の分離領
域間距離γがHCCD27の幅β（Ｘ方向）より狭くなったり
（同図（ロ））、転送方向に凹部ができる場合がある。
この時電位の凸部が生じ（同図（ハ））、HCCD27から転
送電極29下への転送が十分に行えない。また分離部間の
相対する両辺を並行に構成しても、電位平坦部（並行
部）が長いため、電荷転送の後半には電荷が逆流し転送
残りが生じる。同様のことが転送電極29下からHCCD28へ
の転送に際しても当てはまる。
以上述べてきたように、高密度化にともない現れてく
る狭チャンネル効果によって、電荷転送残りが各部で発
生し、その結果FPN等により著しい画質劣化を招くとい
う課題があった。従来はこの狭チャンネル効果を発生さ
せないようように、設計・プロセス面から対策を講じて
きた。しかしながら、さらに高密度化が求められれば狭
チャンネル効果はどうしても避けられない、必ず発生す
る課題であった。
る狭チャンネル効果によって、電荷転送残りが各部で発
生し、その結果FPN等により著しい画質劣化を招くとい
う課題があった。従来はこの狭チャンネル効果を発生さ
せないようように、設計・プロセス面から対策を講じて
きた。しかしながら、さらに高密度化が求められれば狭
チャンネル効果はどうしても避けられない、必ず発生す
る課題であった。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、狭チ
ャンネル効果により生じる電位の変化を積極的に利用
し、転送方向に対し電位勾配を持たせる構成を取ること
により、電荷転送速度・効率の優れた電荷転送装置及び
その製造方法を提供することを目的とする。
ャンネル効果により生じる電位の変化を積極的に利用
し、転送方向に対し電位勾配を持たせる構成を取ること
により、電荷転送速度・効率の優れた電荷転送装置及び
その製造方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 １）埋込み型もしくは表面型で構成された複数の電荷転
送素子と、前記複数の電荷転送素子間の一部のみ導通さ
せる複数の分離手段と、前記電荷転送素子内の電荷転送
電極下に第１の不純物導入領域と、第２の不純物導入領
域を有し、前記第１及び第２の不純物導入領域は多角形
で構成されるとともに、前記第２の不純物導入領域は前
記第１の不純物導入領域に対して少なくとも一辺が非並
行であり、かつ２辺が接している構成とする。
送素子と、前記複数の電荷転送素子間の一部のみ導通さ
せる複数の分離手段と、前記電荷転送素子内の電荷転送
電極下に第１の不純物導入領域と、第２の不純物導入領
域を有し、前記第１及び第２の不純物導入領域は多角形
で構成されるとともに、前記第２の不純物導入領域は前
記第１の不純物導入領域に対して少なくとも一辺が非並
行であり、かつ２辺が接している構成とする。
２）また、複数の電荷転送素子と、前記複数の電荷転送
素子間の一部のみ導通させる複数の分離手段を有し、前
記複数の分離手段の内、相対する前記分離手段間の距離
が第１の電荷転送素子から第２の電荷転送素子にかけ
て、一度も狭まることなく常に広がり続ける構成とす
る。
素子間の一部のみ導通させる複数の分離手段を有し、前
記複数の分離手段の内、相対する前記分離手段間の距離
が第１の電荷転送素子から第２の電荷転送素子にかけ
て、一度も狭まることなく常に広がり続ける構成とす
る。
３）さらに、第１、第２の電荷転送電極形成後に、前記
第１、第２の電荷転送電極をマスクの一部として不純物
導入を行い、その後第３の電荷転送電極を形成する製造
方法を用いる。
第１、第２の電荷転送電極をマスクの一部として不純物
導入を行い、その後第３の電荷転送電極を形成する製造
方法を用いる。
作用 本発明は上記した構成により、第１の不純物注入領域
は、転送電極（２、４）間に多角形として形成されると
ともに、隣接画素との間にバリアを形成することとな
り、HCCDとしての動作が可能となる。
は、転送電極（２、４）間に多角形として形成されると
ともに、隣接画素との間にバリアを形成することとな
り、HCCDとしての動作が可能となる。
例えば、埋込み型でVCCD・HCCDを構成した場合、さら
にＮ型である第１の不純物注入領域の形成によって、隣
接画素（第１図でＡを基準にすればＢに相当）と分離さ
れることになる（例えば第１図において、VCCD31から転
送される信号電荷は、ＡとＢで混じり合うことはな
い）。
にＮ型である第１の不純物注入領域の形成によって、隣
接画素（第１図でＡを基準にすればＢに相当）と分離さ
れることになる（例えば第１図において、VCCD31から転
送される信号電荷は、ＡとＢで混じり合うことはな
い）。
また第２の不純物注入領域は多角形として構成される
とともに、第１の不純物注入領域のFD（浮遊拡散層）方
向・分離部間方向と一致し、かつ分離部間方向に広がる
一辺を有している。したがって、狭チャンネル効果によ
り第１のHCCDから分離部間方向にかけて電位勾配が発生
するため、この間の電荷転送効率が向上する。
とともに、第１の不純物注入領域のFD（浮遊拡散層）方
向・分離部間方向と一致し、かつ分離部間方向に広がる
一辺を有している。したがって、狭チャンネル効果によ
り第１のHCCDから分離部間方向にかけて電位勾配が発生
するため、この間の電荷転送効率が向上する。
なお、多角形として構成された第１、第２の不純物注
入領域の接している２辺のうち、分離部間側の一辺の長
さは“第１の不純物注入領域＞第２の不純物注入領域”
の関係を保持している。上記関係式が“＝”であった場
合、第２の不純物注入領域により分離部間側の電位がさ
らに深くなり、FD方向への転送に際して隣接画素との電
位差が少なくなるため転送が難しくなる。
入領域の接している２辺のうち、分離部間側の一辺の長
さは“第１の不純物注入領域＞第２の不純物注入領域”
の関係を保持している。上記関係式が“＝”であった場
合、第２の不純物注入領域により分離部間側の電位がさ
らに深くなり、FD方向への転送に際して隣接画素との電
位差が少なくなるため転送が難しくなる。
しかしながら“第１の不純物注入領域＞第２の不純物
注入領域”の関係であれば、隣接画素間との電位差が少
なくなっても、FD方向への転送距離が短くなるため転送
効率が低下することはない。
注入領域”の関係であれば、隣接画素間との電位差が少
なくなっても、FD方向への転送距離が短くなるため転送
効率が低下することはない。
さらに分離部間距離は、第１のHCCDから第２のHCCDに
かけて一度も狭まることなく、常に広がる構成をとるた
め同様に電位勾配が生じる。つまり狭チャンネル効果が
生じる部位を意図的に設けることにより、電位の平坦で
あった部分に転送方向への勾配が発生し、その結果電荷
転送効率・速度の向上が図れる。
かけて一度も狭まることなく、常に広がる構成をとるた
め同様に電位勾配が生じる。つまり狭チャンネル効果が
生じる部位を意図的に設けることにより、電位の平坦で
あった部分に転送方向への勾配が発生し、その結果電荷
転送効率・速度の向上が図れる。
また本発明の製造方法によれば、第１、第２の電荷転
送電極をマスクの一部として、第１、第２の不純物導入
領域を形成するため、第１、第２の不純物導入領域の２
辺は一致する。マスクずれが発生しても、分離部間方向
に広がる一辺がずれるだけであり、前記した２辺は一致
したままのため上記特性を維持できる。
送電極をマスクの一部として、第１、第２の不純物導入
領域を形成するため、第１、第２の不純物導入領域の２
辺は一致する。マスクずれが発生しても、分離部間方向
に広がる一辺がずれるだけであり、前記した２辺は一致
したままのため上記特性を維持できる。
実施例 本発明の電荷転送装置及びその製造方法について、図
面を参照しながら説明する。
面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の第１の実施例における電荷転送装置
の部分拡大図である。本実施例は狭チャンネル効果が現
れる領域で使用するものであり、その特徴はHCCD27のハ
ッチングで示した部分に電位を深くするＮ型不純物を注
入することにある。また実効不純物注入領域１の形状は
略台形を示しており、HCCD27から分離部41、42に向かう
に従いその距離が広がっている。
の部分拡大図である。本実施例は狭チャンネル効果が現
れる領域で使用するものであり、その特徴はHCCD27のハ
ッチングで示した部分に電位を深くするＮ型不純物を注
入することにある。また実効不純物注入領域１の形状は
略台形を示しており、HCCD27から分離部41、42に向かう
に従いその距離が広がっている。
第２図はHCCD内の電位分布である。HCCD27から分離部
41、42（転送電極29方向と同じ）への電荷転送におい
て、電荷が残り少なくなると、電荷は電位の高い部分に
集まってくる。本実施例では不純物注入領域１の形状に
Ｎ型不純物が注入され、その部分の電位が高くなり、そ
こに電荷が集中してくる。また不純物注入領域にも狭チ
ャンネル効果が現れるため、その領域が狭まるにつれて
電位が浅くなる。ただし注入していない領域よりも浅く
はならないため、不純物注入が広い領域ほど電位が深く
なる。従って転送電極29下に向かって電位勾配が生じ、
この方向への電荷移動が容易になる。従来であれば電極
の凸凹により電位のうねりを生じていたが（同図
（イ））、本実施例では電位勾配がついたため、転送残
りの減少、転送速度のアップが可能となる。同図（ロ）
のように不純物注入領域１をａ−ａ′、ｂ−ｂ′の断面
でみれば同図（ハ）のような電位分布が得られる。ｂ−
ｂ′の場合、不純物注入領域１の影響を受け、Ｙ方向の
うねりが小さくなり、かつＸ方向への電位勾配が生じ
る。そのため電荷が少なくなってもHCCD27に留まらず不
純物注入領域１に入った後、転送電極29下方向に転送さ
れる。
41、42（転送電極29方向と同じ）への電荷転送におい
て、電荷が残り少なくなると、電荷は電位の高い部分に
集まってくる。本実施例では不純物注入領域１の形状に
Ｎ型不純物が注入され、その部分の電位が高くなり、そ
こに電荷が集中してくる。また不純物注入領域にも狭チ
ャンネル効果が現れるため、その領域が狭まるにつれて
電位が浅くなる。ただし注入していない領域よりも浅く
はならないため、不純物注入が広い領域ほど電位が深く
なる。従って転送電極29下に向かって電位勾配が生じ、
この方向への電荷移動が容易になる。従来であれば電極
の凸凹により電位のうねりを生じていたが（同図
（イ））、本実施例では電位勾配がついたため、転送残
りの減少、転送速度のアップが可能となる。同図（ロ）
のように不純物注入領域１をａ−ａ′、ｂ−ｂ′の断面
でみれば同図（ハ）のような電位分布が得られる。ｂ−
ｂ′の場合、不純物注入領域１の影響を受け、Ｙ方向の
うねりが小さくなり、かつＸ方向への電位勾配が生じ
る。そのため電荷が少なくなってもHCCD27に留まらず不
純物注入領域１に入った後、転送電極29下方向に転送さ
れる。
なお本実施例では略台形の不純物注入領域を用いた
が、三角形でも放物線状（第２図（ニ））であっても良
い。HCCD27から転送電極29にかけて、不純物注入領域１
が広がり続けるという条件を満たす構成であるならば同
様の結果が得られる。またこの不純物注入領域１を実際
のHCCD内転送方向（第５図でFD30の存在する方向）に注
目すれば、これも常に広がり続ける構成となっている。
つまり不純物注入領域１はHCCD27から転送電極29への電
位勾配を持たせるだけでなく、HCCD転送方向に対しても
電位勾配を持たせることになる。本実施例では不純物注
入領域１をHCCD27のＡ領域のみに図示したが、HCCD間の
均一性を保持するためHCCD28に設けてもよい。また同様
に、Ｂ領域に不純物注入を行なってもよい。Ｂ領域では
HCCD28への転送を必要としないため、HCCD転送方向（FD
30が存在する）のみに広がり続ける構成であってもよい
し、単に転送電極３に並行に不純物注入を行う構成であ
ってもよい。その際には本実施例に示した略台形、三角
形、放物線状の他に長方形であってもよい。また不純物
注入領域１は一部に並行となる部位を有していても同様
の効果が得られる。
が、三角形でも放物線状（第２図（ニ））であっても良
い。HCCD27から転送電極29にかけて、不純物注入領域１
が広がり続けるという条件を満たす構成であるならば同
様の結果が得られる。またこの不純物注入領域１を実際
のHCCD内転送方向（第５図でFD30の存在する方向）に注
目すれば、これも常に広がり続ける構成となっている。
つまり不純物注入領域１はHCCD27から転送電極29への電
位勾配を持たせるだけでなく、HCCD転送方向に対しても
電位勾配を持たせることになる。本実施例では不純物注
入領域１をHCCD27のＡ領域のみに図示したが、HCCD間の
均一性を保持するためHCCD28に設けてもよい。また同様
に、Ｂ領域に不純物注入を行なってもよい。Ｂ領域では
HCCD28への転送を必要としないため、HCCD転送方向（FD
30が存在する）のみに広がり続ける構成であってもよい
し、単に転送電極３に並行に不純物注入を行う構成であ
ってもよい。その際には本実施例に示した略台形、三角
形、放物線状の他に長方形であってもよい。また不純物
注入領域１は一部に並行となる部位を有していても同様
の効果が得られる。
次に前記した不純物注入領域１を含む電荷転送装置の
製造方法について説明する。第３図は製造方法を示す概
念図である。転送電極29は１層目のポリシリコンで形成
されている。従来例では転送電極24、23をそれぞれ２層
目、３層目で形成していたが、本実施例では転送電極
５、４をそれぞれ３層目、２層目のポリシリコンで形成
している。転送電極３、２、また図示していないが転送
電極26、25も同様である。一般的な２相駆動CCDの場
合、例えば転送電極23と24（第１図）の下にある不純物
濃度を異なるようにし、かつ転送電極24下の電位が高く
なるよう設定している。本実施例の場合、転送電極２、
４形成後にそれらの転送電極をマスクにしてHCCD全域に
Ｎ型不純物を注入し、転送電極３、５下の電位を高くす
るよう設定している。この時１層目、２層目のポリシリ
コンがマスクと同様の働きををするため、転送電極３、
５下のみ不純物が注入されたことになる。不純物注入領
域１はこれと同様に、２層目のポリシリコンが形成され
た後に２層目ポリシリコン２、４等及びフォトリソグラ
フィにより形成されたレジストをマスクとしてＮ型不純
物を注入する。その後３層目のポリシリコンにより転送
電極３、５を形成する。さらに転送電極２と３、４と５
は電気的に接続されている。また以上の説明と第３図
（イ）からも明らかなように、不純物注入領域１は１、
２層目のポリシリコンをマスクとして扱っている。つま
り不純物は破線部に注入されるが、実際はハッチングで
示した不純物注入領域１にしか注入されたことにならな
い。また通常半導体製造において、マスクずれはどうし
ても避けられないものである。本実施例においても、第
３図（ロ）、（ハ）のようにマスクずれによって注入領
域が変化してしまう。ところがその場合でも、不純物注
入領域１の広がる位置が変化するだけで、常に広がり続
ける構成にはかわりがない。本実施例では不純物注入領
域１が、必ず転送電極24、29の端部に一致するように、
破線部を大きめに設定している。この結果マスクずれが
生じても、転送電極29方向に電位勾配も発生するため、
電荷転送残りが発生しない。
製造方法について説明する。第３図は製造方法を示す概
念図である。転送電極29は１層目のポリシリコンで形成
されている。従来例では転送電極24、23をそれぞれ２層
目、３層目で形成していたが、本実施例では転送電極
５、４をそれぞれ３層目、２層目のポリシリコンで形成
している。転送電極３、２、また図示していないが転送
電極26、25も同様である。一般的な２相駆動CCDの場
合、例えば転送電極23と24（第１図）の下にある不純物
濃度を異なるようにし、かつ転送電極24下の電位が高く
なるよう設定している。本実施例の場合、転送電極２、
４形成後にそれらの転送電極をマスクにしてHCCD全域に
Ｎ型不純物を注入し、転送電極３、５下の電位を高くす
るよう設定している。この時１層目、２層目のポリシリ
コンがマスクと同様の働きををするため、転送電極３、
５下のみ不純物が注入されたことになる。不純物注入領
域１はこれと同様に、２層目のポリシリコンが形成され
た後に２層目ポリシリコン２、４等及びフォトリソグラ
フィにより形成されたレジストをマスクとしてＮ型不純
物を注入する。その後３層目のポリシリコンにより転送
電極３、５を形成する。さらに転送電極２と３、４と５
は電気的に接続されている。また以上の説明と第３図
（イ）からも明らかなように、不純物注入領域１は１、
２層目のポリシリコンをマスクとして扱っている。つま
り不純物は破線部に注入されるが、実際はハッチングで
示した不純物注入領域１にしか注入されたことにならな
い。また通常半導体製造において、マスクずれはどうし
ても避けられないものである。本実施例においても、第
３図（ロ）、（ハ）のようにマスクずれによって注入領
域が変化してしまう。ところがその場合でも、不純物注
入領域１の広がる位置が変化するだけで、常に広がり続
ける構成にはかわりがない。本実施例では不純物注入領
域１が、必ず転送電極24、29の端部に一致するように、
破線部を大きめに設定している。この結果マスクずれが
生じても、転送電極29方向に電位勾配も発生するため、
電荷転送残りが発生しない。
第４図はHCCD分離部の説明図であり、同図にしたがっ
て分離部を説明する。分離部については既に第１図、第
２図、第４図に示してきたが、再度第５図に示す。同図
（イ）以外の形状では、例えば同図（ロ）では凸部を有
しているため、電位の凸凹が発生する。各点から対辺に
向けての最短距離で電位が決まるため、Ｅ−Ｅ′断面で
の電位分布を求めれば同図（ハ）になる。つまり最短距
離が長くなった後、再び短くなるため電位の凸凹が発生
し、電荷転送ができなくなる。同図（ニ）、（ホ）にお
いても、ａ＞ｊ、ａ＞ｌとなるため電位の凸凹が発生
し、電荷転送残りが生じる。
て分離部を説明する。分離部については既に第１図、第
２図、第４図に示してきたが、再度第５図に示す。同図
（イ）以外の形状では、例えば同図（ロ）では凸部を有
しているため、電位の凸凹が発生する。各点から対辺に
向けての最短距離で電位が決まるため、Ｅ−Ｅ′断面で
の電位分布を求めれば同図（ハ）になる。つまり最短距
離が長くなった後、再び短くなるため電位の凸凹が発生
し、電荷転送ができなくなる。同図（ニ）、（ホ）にお
いても、ａ＞ｊ、ａ＞ｌとなるため電位の凸凹が発生
し、電荷転送残りが生じる。
本実施例のHCCD分離部の特徴は、相対する分離部の一
方が分離部を通して行うHCCD間の電荷転送方向に対して
並行であり、もう一方が分離部間の距離を広げ続けるこ
とにある。同図（イ）では、分離部41と42間の距離はHC
CD28にかけて一部に並行となる部位を有するものの広が
り続けており、ａ＜ｂ＜ｃの関係が成り立つ。このため
ため前述してきたものと同様に、電位の凸凹は発生せず
電荷転送残りが発生しないばかりでなく、転送速度も向
上する。なお（イ）の他にも両辺が広がり続けるハの字
形状の分離部（同図（ヘ））でも同様の効果が得られる
し、（イ）において並行部を除外し（ニ）と同様の鋭角
部を有した構成であっても良い。
方が分離部を通して行うHCCD間の電荷転送方向に対して
並行であり、もう一方が分離部間の距離を広げ続けるこ
とにある。同図（イ）では、分離部41と42間の距離はHC
CD28にかけて一部に並行となる部位を有するものの広が
り続けており、ａ＜ｂ＜ｃの関係が成り立つ。このため
ため前述してきたものと同様に、電位の凸凹は発生せず
電荷転送残りが発生しないばかりでなく、転送速度も向
上する。なお（イ）の他にも両辺が広がり続けるハの字
形状の分離部（同図（ヘ））でも同様の効果が得られる
し、（イ）において並行部を除外し（ニ）と同様の鋭角
部を有した構成であっても良い。
また本実施例ではＮ型不純物注入について説明してき
たが、ハッチングで示した不純物注入領域１以外にＰ型
不純物注入を行っても良い。本実施例では不純物注入だ
けで説明したが、拡散等他の方法でも良いことは言うま
でもない。
たが、ハッチングで示した不純物注入領域１以外にＰ型
不純物注入を行っても良い。本実施例では不純物注入だ
けで説明したが、拡散等他の方法でも良いことは言うま
でもない。
発明の効果 本発明によれば、第１の不純物注入領域は、隣接画素
との間にバリアを形成することとなり、HCCDとしての動
作が可能となる。また第２の不純物注入領域により、第
１のHCCDから分離部間方向にかけて電位勾配が発生し、
この間の電荷転送効率が向上する。
との間にバリアを形成することとなり、HCCDとしての動
作が可能となる。また第２の不純物注入領域により、第
１のHCCDから分離部間方向にかけて電位勾配が発生し、
この間の電荷転送効率が向上する。
さらに第１、第２の不純物注入領域の分離部間側の一
辺の長さは、“第１の不純物注入領域＞第２の不純物注
入領域”の関係を保持しているため、FD方向への転送に
際しても、転送距離が短くなるため転送効率が低下する
ことはない。以上により、HCCDの２方向（分離部間方
向、FD方向）への信号電荷転送が容易となる。
辺の長さは、“第１の不純物注入領域＞第２の不純物注
入領域”の関係を保持しているため、FD方向への転送に
際しても、転送距離が短くなるため転送効率が低下する
ことはない。以上により、HCCDの２方向（分離部間方
向、FD方向）への信号電荷転送が容易となる。
さらに分離部間距離は、第１のHCCDから第２のHCCDに
かけて一度も狭まることなく、常に広がる構成をとるた
めに電位勾配が発生し、電荷転送効率・速度の向上が図
れる。
かけて一度も狭まることなく、常に広がる構成をとるた
めに電位勾配が発生し、電荷転送効率・速度の向上が図
れる。
また、本発明の製造方法によれば、第１、第２の電荷
転送電極をマスクの一部として、第１、第２の不純物導
入領域を形成するため、第１、第２の不純物導入領域の
２辺は常に一致し、マスクずれが発生しても２方向（分
離部間、FD）への転送効率が劣化することはない。
転送電極をマスクの一部として、第１、第２の不純物導
入領域を形成するため、第１、第２の不純物導入領域の
２辺は常に一致し、マスクずれが発生しても２方向（分
離部間、FD）への転送効率が劣化することはない。
したがって、転送残りが主因となって現れるFPNを大
幅に減少でき、今後高密度化が進んでもFPNの少ない高
画質を得ることが可能であり実用上極めて有効である。
幅に減少でき、今後高密度化が進んでもFPNの少ない高
画質を得ることが可能であり実用上極めて有効である。
第１図は本発明の第１の実施例における電荷転送装置の
部分拡大図、第２図はHCCD内の電位分布図、第３図は製
造方法を示す概念図、第４図はHCCD分離部の説明図、第
５図は従来のHCCDの概念図、第６図は駆動パルスの説明
図、第７図は従来例の電位説明図である。 １……不純物注入領域、 ２〜５、21〜26、29……転送電極 27、28……HCCD、31……VCCD 32……φH11、33……φH12 40、41、42……分離部
部分拡大図、第２図はHCCD内の電位分布図、第３図は製
造方法を示す概念図、第４図はHCCD分離部の説明図、第
５図は従来のHCCDの概念図、第６図は駆動パルスの説明
図、第７図は従来例の電位説明図である。 １……不純物注入領域、 ２〜５、21〜26、29……転送電極 27、28……HCCD、31……VCCD 32……φH11、33……φH12 40、41、42……分離部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−308072（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−86552（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−318156（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−89563（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 29/762 H01L 21/339 H01L 27/148 H04N 5/335
Claims (4)
- 【請求項１】埋込み型もしくは表面型で構成された複数
の電荷転送素子と、前記複数の電荷転送素子間の一部の
み導通させる複数の分離手段と、前記電荷転送素子内の
電荷転送電極下に第１の不純物導入領域と、第２の不純
物導入領域を有し、 前記第１及び第２の不純物導入領域は多角形で構成され
るとともに、前記第２の不純物導入領域は前記第１の不
純物導入領域に対して少なくとも一辺が非並行であり、
かつ２辺が接していることを特徴とする電荷転送装置。 - 【請求項２】前記第１の不純物導入領域と、前記第２の
不純物導入領域が接している２辺のうち、前記複数の分
離手段に近い一辺の長さが、 第１の不純物導入領域＞第２の不純物導入領域、 の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の電荷
転送装置。 - 【請求項３】複数の電荷転送素子と、前記複数の電荷転
送素子間の一部のみ導通させる複数の分離手段を有し、
前記複数の分離手段の内、相対する前記分離手段間の距
離が第１の電荷転送素子から第２の電荷転送素子にかけ
て、一度も狭まることなく常に広がり続けることを特徴
とする電荷転送装置。 - 【請求項４】請求項１に記載の電荷転送装置の製造方法
であって、第１、第２の電荷転送電極形成後に、前記第
１、第２の電荷転送電極をマスクの一部として不純物導
入を行い、その後第３の電荷転送電極を形成することを
特徴とする電荷転送装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02127281A JP3136596B2 (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | 電荷転送装置及びその製造方法 |
| US08/301,439 US5650644A (en) | 1990-05-16 | 1994-09-09 | Charge transfer device having a plurality of vertical and horizontal charge-coupled devices with improved configurations for isolation regions and impurity implanted regions between the charge-coupled devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02127281A JP3136596B2 (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | 電荷転送装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0425032A JPH0425032A (ja) | 1992-01-28 |
| JP3136596B2 true JP3136596B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=14956095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02127281A Expired - Fee Related JP3136596B2 (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | 電荷転送装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3136596B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5484692B2 (ja) * | 2008-06-13 | 2014-05-07 | シャープ株式会社 | 固体撮像素子および電子情報機器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63318156A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-27 | Fujitsu Ltd | 固体撮像素子 |
| JPS6486552A (en) * | 1987-09-29 | 1989-03-31 | Toshiba Corp | Solid-state image sensing device |
| JPH0779160B2 (ja) * | 1987-09-30 | 1995-08-23 | 株式会社東芝 | 電荷結合装置 |
| JP2713991B2 (ja) * | 1988-06-07 | 1998-02-16 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
-
1990
- 1990-05-16 JP JP02127281A patent/JP3136596B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0425032A (ja) | 1992-01-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5289022A (en) | CCD shift register having a plurality of storage regions and transfer regions therein | |
| US4987466A (en) | Solid state image sensor | |
| US5920092A (en) | Active type photoelectric conversion device, method for fabricating the same, and active type solid-state imaging device | |
| JP2001057418A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JP2699841B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP3136596B2 (ja) | 電荷転送装置及びその製造方法 | |
| US7573520B2 (en) | Solid state imaging apparatus and a driving method of the solid state imaging apparatus | |
| JP3052560B2 (ja) | 電荷転送撮像装置およびその製造方法 | |
| US6891243B2 (en) | Solid-state image pick-up device | |
| JP3301176B2 (ja) | 電荷転送装置 | |
| US5920346A (en) | Two-dimensional CCD image sensor free from vertical black streaks | |
| JP2909158B2 (ja) | 電荷結合装置 | |
| JP2820019B2 (ja) | 固体撮像素子 | |
| US7262445B2 (en) | Charge transfer device and solid-state image pickup device | |
| JP3047965B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2936153B2 (ja) | 固体撮像素子の製造方法 | |
| JP2768312B2 (ja) | 電荷転送装置、その駆動方法及び製造方法 | |
| JP2907841B2 (ja) | ラインセンサ | |
| JP4797302B2 (ja) | 固体撮像素子及びその製造方法 | |
| US6686963B1 (en) | Method for driving solid-state image device | |
| JPH06163871A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH0779160B2 (ja) | 電荷結合装置 | |
| JP2001057423A (ja) | 電荷転送装置 | |
| JP2910648B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH04364738A (ja) | 電荷転送装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |